Ядерный реактор Форда

Форд Ядерный реактор был объектом в Мичиганском университете в Анн - Арборе , посвященный исследованию мирного использования ядерной энергии . Он был частью Мичиганского Мемориального проекта Феникса , живого мемориала, созданного в память о жертвах Второй мировой войны . Реактор работал с сентября 1957 года по 3 июля 2003 года. Во время работы FNR использовался для изучения медицины , клеточной биологии , химии , физики , минералогии , археологии , антропологии и ядерной науки..

Реактор представлял собой плавательный бассейн , первоначально работавший на мощности 1  МВт с использованием топлива на основе алюминия U-235 с обогащением 93% . Позднее он был увеличен до 2 МВт с использованием топлива с обогащением 19,5%. Департамент энергетики сфабрикован, транспортируется, и утилизировать топливо без каких - либо затрат для университета. Реактор имел пик теплового потока из3 × 10 ¹³  н / см ² с . У него было 10 лучевых портов. Он был построен Babcock & Wilcox по субподряду с Leeds & Northrup .

Списанное здание FNR, Мемориальная лаборатория Феникса, все еще стоит на Северном кампусе Мичиганского университета. Здание было переоборудовано в дом для Мичиганского Мемориального Энергетического Института Феникса, общеуниверситетской программы, задачей которой является определение пути к устойчивой энергетике . В 2015 году начался ремонт самого реактора стоимостью 12 миллионов долларов, чтобы превратить его в новую лабораторию для факультета ядерной инженерии университета. Лабораторный корпус, получивший название Лаборатория ядерной инженерии, был открыт в апреле 2017 года ^[1].

Проект Мемориального Феникса Мичигана [ править ]

Проект « Мемориал Феникс» в Мичигане (MMPP) был живым мемориалом времен Второй мировой войны, в котором использовалась ядерная энергия в мирных целях . Он возник в результате усилий студентов по созданию функционального мемориала в память о членах мичиганского сообщества, погибших во Второй мировой войне, и в конечном итоге был профинансирован более чем 25000 частных вкладчиков от частных лиц и корпораций, таких как Ford Motor Company , которая пожертвовал 1 миллион долларов на создание исследовательского реактора. FNR был основным учреждением MMPP, но проект занимался финансированием исследовательских грантов по всему университету. В конечном итоге проект привел к созданию офиса вице-президента по исследованиям и Фонда выпускников. ^[2]

Панель управления ядерным реактором Ford.

Директора Мичиганского Мемориального проекта Феникс

• 1951-1959 д-р Ральф А. Сойер
• 1959-1961 Генри Дж. Гомберг
• 1961-1989 Уильям Керр
• 1989-1998 Рональд Ф. Флеминг
• 1998-2001 Джон К. Ли (временный директор)
• 2001-2003 Дэвид Вехе

Начало [ править ]

Первоначальные призывы к созданию военного мемориала поступили от студентов Мичиганского университета в 1947 году. Фред Смит, местный выпускник, предложил проект, посвященный мирному использованию ядерной энергии. В Michigan Daily был напечатан плакат на всю страницу, предполагающий, что проект «Феникс» продемонстрирует, что американцы могут работать на благо мира. Идея прижилась, и Ральф Сойер, декан Высшей школы Рэкхема в UM, начал планирование.

В феврале 1955 года Комиссия по атомной энергии лицензировала FNR. Летом 1955 года началось строительство. Реактор был открыт 16 ноября 1956 года. 18 сентября 1957 года были произведены последние механические манипуляции и расчеты. С Ральфом Сойером, Генри Гомбергом и Ардатом Эммонсом реактор достиг первой критичности около 4 часов утра 19 сентября 1957 года. 11 августа 1958 года мощность FNR достигла расчетного уровня в 1 мегаватт.

Исследование [ править ]

Исследования проводились во многих многопрофильных областях. Была проведена работа по исследованию безопасности облучения пищевых продуктов . В лаборатории Феникса была оранжерея, что позволило провести большую часть первых работ по изучению воздействия радиации на жизнь растений. На химическом факультете была проведена программа по проверке способности излучения расщеплять углеводороды . Были установлены часы для датировки углерода-14 , что позволило ученым точно датировать органические реликвии. Возможна нейтронная радиография, позволяющая получать изображения плотных материалов с высоким разрешением.

Инженеры-ядерщики часто использовали реактор для нейтронно-активационного анализа , науки, способной измерять следовые количества материалов. Он также использовался для множества других ядерных исследований.

• Бассейн реактора

• Эксперимент по крекингу углеводородов

• Углеродное датирование

• Диагностика щитовидной железы

• Исследования облучения пищевых продуктов

• Исследования по сохранению пищевых продуктов

• Горячее хранение

• Манипуляторная практика

Другое использование [ править ]

Реактор использовался для производства нескольких изотопов. Йод-131 и никель-59 производились в качестве радиоактивных индикаторов для медицинской школы, бром-82 производился для автомобильных компаний, которые использовали его для отслеживания расхода масла в двигателях внутреннего сгорания . Реактор также использовался для обучения энергетиков 1-2-недельным курсам по ядерному приборостроению и эксплуатации реактора. На реакторе были проведены испытания нейтронного и гамма- излучения. ФНР часто был открыт для экскурсий.

Комитет по обзору, 1997 [ править ]

В июне 1997 года Комитет Форда по рассмотрению ядерных реакторов представил вице-президенту по исследованиям (в то время Винсу Пекораро) отчет о будущем FNR. По оценке комитета, реактор обходился университету в 1 миллион долларов в год.

Письма были отправлены в различные факультеты университета, а также в другие учреждения, которые использовали реактор, с просьбой предоставить информацию об их использовании установки.

Проф. Алекс Халлидей и Эрик Эссен из департамента геологии в значительной степени полагались на реактор в своих исследованиях по старению Ar-40 - Ar-39 и высоко оценили реактор. Гэри Уэйс из отдела ядерной инженерии и радиологических наук объяснил, что более 15 курсов NERS основаны на реакторах, как и почти все исследования профессоров. Музей антропологии также предположил, что потеря реактора окажет серьезное негативное влияние на студентов и преподавателей. Несколько других отделов, таких как химический, заявили, что не использовали реактор 30 лет и не планируют этого в будущем.

Помимо университетского сообщества, это Департамент геологических наук Мичиганского государственного университета , Университет штата Луизиана , Университет Невады, Лас-Вегас , Колледж искусств и наук Бухтел , Калифорнийский университет Санта-Барбары , Университет Джорджии , Национальная лаборатория Ок-Ридж , NIST. , NRC , Sandia National Labs , EPRI , Ford и GM выразили заинтересованность в сохранении работоспособности реактора, в то время как НАСА (среди прочих) не было заинтересовано.

Окончательное решение заключалось в остановке и выводе реактора из эксплуатации. Вице-президент UM по исследованиям заявил следующее:

Однако в последние годы использование реактора академическим сообществом UM существенно сократилось до такой степени, что основная часть пользователей теперь принадлежит федеральному правительству и промышленности. Учитывая это изменение, Университет больше не может оправдывать значительную стоимость эксплуатации реактора, которая теперь в значительной степени субсидирует пользователей, не являющихся университетами. ^[3]

Недавние работы [ править ]

Хотя реактор был остановлен с 2003 года, в помещении, в котором находился реактор, не наблюдалось большой активности после десятилетнего демонтажа реактора. Однако в последние годы Мичиганский университет начал преобразовывать пространство старого реактора в лаборатории для факультетов ядерной инженерии и радиологических наук в Мичиганском университете. В конце 2015 года университет начал реконструкцию помещения стоимостью 12 миллионов долларов, которое теперь называется «Лаборатория ядерной инженерии» ^[4].

Факты о ядерном реакторе Форда (1997) [ править ]

Типичный рабочий цикл [ править ]

Типичный цикл полной мощности состоял из 10 дней при 2 МВт, за которыми следовали 4 дня технического обслуживания при останове, что в среднем за неделю составляло 120 часов на полной мощности. Таким образом, ежегодно требовалось 16 новых тепловыделяющих элементов.

Технические характеристики [ править ]

• Реактор
  • Мощность : 2 МВт
  • Модератор : Легкая вода
  • Объем ядра : 6 кубических футов (0,17 м ³ )
  • Конфигурация решетки : сетка, 8 × 6
    • Стандарт : 41 элемент
    • Управление : 4 элемента
  • Нормальная средняя удельная тепловая мощность : 333,33 кВт / фут ³
• Судно
  • Давление в сосуде, _g : 8,7 фунтов на кв. Дюйм (60 кПа)
  • Температура сосуда : 100 ° F (38 ° C)
• Топливо
  • Комплектация : 18 изогнутых твэлов, содержащих 0,167 кг U-235.
  • Обогащение : 19,5%
  • Состав : UAl _x в 5214 Алюминиевая матрица
  • Состав покрытия: Алюминий 6061
  • Периодичность дозаправки : 3 элемента и 1 элемент управления каждые 5 месяцев.
  • Нормальный срок службы элемента : 900 МВт · сут.
• Тепловая гидравлика
  • Направление потока : вертикально вниз через сердечник
  • Насос : центробежный насос мощностью 25 л.с. (19 кВт) и гравитационный
  • Нормальный расход : 1 000 галлонов США (3800 л) в минуту
  • Нормальная температура на входе : 43 ° C (109 ° F)
  • Нормальное повышение температуры : 7-8 градусов (13,5-14,0 F)
• Опыт работы
  • Принудительные отключения за последние 5 лет (в 1997 г.)
    • Неисправность оборудования : 39
    • Кадровая ошибка : 7
• Прошлые модификации
  • Увеличение мощности : с 1 до 2 МВт, 5 августа 1963 г.
  • Перевод топлива с U-Al на U-Al _x , ноябрь 1978 г.
  • Изменение обогащения : с 93% до 19,5%, декабрь 1981 г.
• Экспериментальные установки
  • Beamports : 10 по горизонтали
    • Тепловой нейтронный поток :1,0 × 10 ⁸  н / см ² / с
    • Поток быстрых нейтронов » :1,0 × 10 ⁶  н / см ² / с
    • Мощность дозы гамма :1,0 × 10 ⁴  рад / ч
  • Горячие камеры : 2, одна подключена к бассейну реактора водяным затвором.
  • Стеллажи для облучения : 3 стеллажа для отработанного топлива
    • Мощность дозы гамма-излучения :4,5 × 10 ⁴  рад / ч
  • Пневматические трубки : одна на лицевой стороне западного сердечника.
    • Тепловой нейтронный поток :2,0 × 10 ¹²  н / см ² / с
    • Поток быстрых нейтронов » :2,0 × 10 ¹⁰  н / см ² / с
  • Тепловая колонна : вышла из строя (реактор был построен с тепловой колонной, чтобы быть крупным источником тепловых нейтронов. Однако колонна начала протекать на раннем этапе ее эксплуатации и была выведена из эксплуатации.)
• Основные производимые изотопы : фтор-18, хлор-36, бром-80, бром-82, йод-131, натрий-24, лантан-140, цезий-134m.

Неполный список публикаций из ФНР [ править ]

• WW Meinke, "Анализ активации скорости пневматических трубок", Nucleonics 17, No. 9, 86-89, сентябрь 1959 г.
• Ч. У. Рикер и У. Р. Данбар, «Деформации стержня безопасности FNR Shim-Safety», Nuclear Science and Engineering , 9, No. 3, March 1961.
• Биллелла, Гомберг, Гулд, "Иммунитет мышей к Schistosoma Mansoni", MM-PP-54-1, март 1961 г.
• W. Wegst Jr., "Зависимые от длины волны эффекты низкоэнергетических рентгеновских лучей на тканевые клетки млекопитающих", MMPP-196-2, апрель 1963 г.
• Буллок, Дэниэлс, Кинг, «Модификация активной зоны реактора для усиления пучков для тепловых нейтронных спектрометров», Ежегодное собрание Американского ядерного общества в Гатлинбурге, штат Теннесси, 21–24 июня 1965 года.
• Мартин Р.Д. "Проблемы материала управляющих стержней исследовательских реакторов", Ядерная безопасность , 10, № 1, 63-72, январь 1969.
• Документ № 50-2, «Отчет об оценке безопасности, связанный с продлением лицензии на эксплуатацию учебно-исследовательского реактора в Мичиганском университете», NUREG-1138, NRC США, июль 1985 г.
• Рид Берн, «Реактор Форда и лаборатория Феникса в Мичиганском университете: на благо человечества», Nuclear News , 65-69, июнь 1993.

См. Также [ править ]

• Лаборатория нейтронной науки

Ссылки [ править ]

Основная часть этой информации получена из Исторической библиотеки Бентли в Северном кампусе Мичиганского университета . Сборник назван: «Michigan Memorial Phoenix Project Records, 1947 г. - по настоящее время» и содержит более 40 футов (12 м) соответствующего материала. Телефонный номер: 87278 Bimu C530 2. См. [1] для получения дополнительной информации. Фотографии взяты из местной коллекции местного жителя Анн-Арбора.

• Министерство энергетики США, "Справочник действующих исследовательских, учебных и испытательных реакторов в Соединенных Штатах Америки", четвертое издание, 1997 г.

Внешние ссылки [ править ]

• Мичиганский мемориальный институт энергии Феникса
• NRC: Ядерный реактор Форда
• EPA: Федеральный регистр экологических документов
• NRC: 13 мая 1998 г. УВЕДОМЛЕНИЕ О НАРУШЕНИИ (ОТЧЕТ ОБ ИНСПЕКЦИИ NRC № 50-002 / 98202)

Координаты : 42 ° 17′27,1 ″ с.ш., 83 ° 42′53,0 ″ з.д. / 42.290861 ° с.ш. 83.714722 ° з.д. / 42.290861; -83.714722